Alegerea si coordonarea izolatiei - protectie impotriva supratensiunilor

ALEGEREA SI COORDONAREA IZOLATIEI - PROTECTIE IMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR

1. Alegerea izolatiei

1.1.- Izolatia retelelor electrice trebuie sa reziste, atat in conditii meteorologice favorabile, cat si in conditii meteorologice nefavorabile, la urmatoarele categorii de solicitari electrice:

- tensiunea cea mai ridicata a retelei (U_s), care poate aparea in conditii normale de

functionare a retelei;

- supratensiunile temporare de frecventa industriala;

- supratensiunile cu front lent (supratensiuni ce pot fi echivalate ca forma cu forma unui

impuls de comutatie standardizat - definit la pct. 3.10.b );

- supratensiunile cu front rapid (supratensiuni ce pot fi echivalate ca forma cu forma unui

impuls de trasnet standardizat - definit la pct. 3.10.c );

- supratensiunile cu front foarte rapid (conform SR CEI 60071-1:1996, caracteristicile

acestei categorii de supratensiuni sunt specificate de comitetele tehnice de echipamente

respective).

In functie de locul aplicarii lor, se disting:

- solicitari intre faze si pamant;

- solicitari intre faze;

- solicitari longitudinale intre contactele deschise ale aparatelor de comutatie

(intreruptoare, separatoare).

In tabelul 1 sunt specificate valorile de calcul ale factorului de supratensiune de comutatie pentru retelele electrice de 110 750 kV din Romania (valorile in unitati relative ale supratensiunilor de comutatie faza-pamant - definte conform pct. 3.15).

Tabelul 1

Valori de calcul ale factorului de supratensiune de comutatie (K_C)

Note: ¹) in instalatiile cu intreruptor tip IO - 110;

²) in instalatiile cu intreruptor tip IUP - 110;

³) inspre statiile de alimentare ale liniilor radiale.

1.2.- Alegerea izolatiei retelelor electrice se face tinand seama de tensiunile de tinere nominale precizate in tabelele 2 si 3, corespunzatoare solicitarilor electrice mentionate la pct. 1.1, diferentiat pe domenii de tensiune (conform standardului SR CEI 60071-1:1996), si anume

- pentru domeniul I de tensiuni 1 kV U_s 245 kV

tensiunea nominala de tinere la impuls de trasnet;

tensiunea nominala de tinere de scurta durata la tensiunea de frecventa industriala;

- pentru domeniul II de tensiune cu U_s > 245 kV

tensiunea nominala de tinere la impuls de comutatie;

tensiunea nominala de tinere la impuls de trasnet;

In tabelul 4 sunt specificate tensiunile de tinere nominale a izolatiei neutrului transformatoarelor din retelele electrice de 110 kV si 220 kV din Romania.

Tabelul 2

Nivelurile de izolatie nominale pentru domeniul I de tensiuni (1 kV U_s 245 kV)

Note: ¹) valori utilizate pentru transformatoarele de putere si distantele de izolare in aer;

²) valori utilizate pentru toate echipamentele cu exceptia transformatoarelor de putere.

Tabelul 3

Nivelurile de izolatie nominale pentru domeniul II de tensiuni ( U_s >245 kV)

Note: ¹) valoarea componentei de impuls a incercarii combinate aplicate;

²) valoarea nu corespunde cu prevederile SR CEI 60071-1:1996 insa exista echipamente in

instalatiile din Romania cu acesta tensiune de tinere si trebuie avuta in vedere la studiile de

coordonare a izolatiei in cadrul extinderii sau modernizarii statiei;

³) se recomanda sa se utilizeze numai in cazuri exceptionale cand exista riscuri de defect la

supratensiuni de comutatie intre faze mai mari decat cele admise;

⁴) valorile nu sunt specificate in SR CEI 60071-1:1996, dar vor fi avute in vedere la elaborarea

documentatiilor pentru procurarea de echipamente;

⁵) valori utilizate pentru transformatoarele de putere si distantele de izolare in aer;

⁶) valori utilizate pentru toate echipamentele cu exceptia transformatoarelor de putere.

Tabelul 4

Nivelurile nominale de tinere a izolatiei neutrului transformatoarelor

1.3.- Alegerea izolatiei liniilor electrice aeriene

1.3.1.- Stabilirea numarului si a caracteristicilor izolatoarelor liniilor electrice aeriene se face tinand seama de

a) Tensiunile de tinere corespunzatoare solicitarilor electrice mentionate la pct. 1.1 si 1.2.

b) Variatia tensiunilor nominale de tinere sub ploaie, in functie de numarul de izolatoare ce

compun lantul (indicata in cataloage sau rezultata prin probe) in anexa 2 sunt date

tensiunile de tinere si tensiunile de 50 % conturnari ale unor lanturi de izolatoare utilizate

in tara noastra, rezultate din probele.

c) Reducerea tensiunilor de tinere, in functie de prezenta armaturilor de protectie, indicata in

anexa 2.

d) Comportarea lanturilor de izolatoare in zonele cu diferite grade de poluare.

e) Posibilitatea defectarii unor izolatoare din lant.

Numarul de izolatoare n_t dintr-un lant (cu armaturi de protectie, atunci cand este cazul), tinand seama de tensiunile de tinere pentru izolatiile autoregeneratoare specifice domeniului de tensiuni in care se incadreaza linia (indicate in tabelele 2 si 3), se determina cu relatia

n_t = 1,1 n_tl                                                                 ( 1 )

unde

n_tl este numarul de izolatoare determinat, rezultat din probe de laborator, necesar intr-un

lant, pentru a se asigura tensiunile de tinere, in conformitate cu tabelele 3 si 4

(vezi si tabelele din anexa 2)

1,1 - coeficient de siguranta, care tine seama de deteriorarea unor izolatoare din lant

pentru lanturile formate din izolatoare tija nestrapungibile se considera un

coeficient de siguranta egal cu 1.

In cazul in care se dispune de date privind tensiunile de tinere ale lanturilor de izolatoare (rezultate din probe), n_t se obtine inmultind numarul de izolatoare corespunzator tensiunii de tinere, normate pentru reteaua respectiva, cu coeficientul de siguranta mentionat mai sus.

Numarul de izolatoare n_p din lant, tinand seama de comportarea lantului in conditii de poluare, se determina cu relatia

( 2 )

unde

l_c este lungimea liniei de fuga specifica, indicata pentru zona de poluare prin care trece

linia (tabelul 5)

L - lungimea liniei de fuga a unui izolator, in cm

U_s - tensiunea cea mai ridicata a retelei, in kV.

Numarul de izolatoare dintr-un lant, N, rezulta considerand valoarea cea mai mare a numarului de izolatoare, calculate cu relatiile de mai sus

N = max (n_t , n_p) ( 3 )

Daca prin calcule se obtine n_p mult mai mare (mai mult de 20-25%) decat n_t, rezulta ca izolatoarele respective nu corespund zonei de poluare prin care trece linia si trebuie inlocuite cu izolatoare cu lungimea liniei de fuga marita.

In timpul exploatarii se poate functiona cu pana la 15% din numarul N de izolatoare deteriorate din lantul de izolatoare, respectandu-se prevederile PE 127/1983.

Tabelul 5

Lungimea liniei de fuga specifica (cm/kV)

Note 1.- Tabelul se refera la toate tipurile de izolatoare de exterior din ceramica si din sticla, situate

intre faze si pamant, iar valorile reprezinta raportul dintre linia de fuga masurata intre faza

si pamant si valoarea efectiva a tensiunii cea mai ridicata a retelei. In cazul izolatoarelor

situate intre faze (de exemplu distantiere intre faze) valorile liniei de fuga specifice

minime de multiplica cu (in cazul retelelor trifazate).

2.- In cazuri exceptionale de poluare excesiva, o linie de fuga specifica de 3,1 cm/kV poate

fi insuficienta. In baza experientei de exploatare si/sau a incercarilor de laborator, se poate

utiliza o valoare a liniei de fuga specifice mai mare sau poate fi avuta in vedere spalarea

sau ungerea izolatiei (a se vedea si pct. 1.4.4).

3.- Valorile din tabel pot fi utilizate ca valori minimale si in cazul izolatoarelor de exterior

compozite daca in standardele CEI (EN) nu sunt specificate valori specifice acestor tipuri

de izolatoare.

1.3.2.- Stabilirea intervalelor minime de izolare intre conductoarele active si partile metalice ale stalpilor legate la pamant se face in conditii impuse de

a) tensiunea cea mai ridicata a retelei U_s

b) solicitarile produse de supratensiunile de comutatie (supratensiuni cu front lent)

c) solicitarile produse de supratensiunile de trasnet (supratensiuni cu front rapid).

Intervalele minime de izolare in cazul in care conductoarele active sunt sustinute de lanturi de izolatoare ce pot devia sub actiunea vantului se aleg astfel incat sa nu fie mai mici decat urmatoarele intervale minime

a) S₁ - determinat din conditii de functionare normala la tensiunea cea mai ridicata a

retelei, lantul de izolatoare fiind supus actiunii vantului maxim (V_M - valoarea

maxima a vitezei vantului), considerat pentru regiunea respectiva

b) S_1c - determinat de solicitarile produse de supratensiunile de comutatie, lantul de

izolatoare fiind supus actiunii unui vant avand viteza egala cu 40% din viteza

vantului maxim considerat pentru regiunea respectiva

c) S_1a - determinat de solicitarile produse de supratensiunile de trasnet, lantul de

izolatoare fiind supus actiunii unui vant avand viteza de 10 m/s.

Se considera ca vantul actioneaza perpendicular pe conductoarele active.

Pentru lanturile in V dimensionarea intervalelor minime de izolare se face numai din conditii impuse de solicitarile produse de supratensiunile de comutatie si de trasnet, aceasta dimensionare fiind acoperitoare si pentru celelalte conditii precizate mai sus.

a) Pentru determinarea intervalului S₁ se calculeaza valoarea tensiunii de strapungere a acestui interval, cu relatia

(4 )

unde

U_s este valoarea efectiva a tensiunii celei mai ridicate a retelei, intre faze;

K_s - coeficientul de corectie care tine seama de caracterul statistic al descarcarilor,

fiind considerat in calcule egal cu 0,85;

d/K   - coeficientul de corectie care ia in considerare abaterea valorilor densitatii si

umiditatii aerului fata de valorile indicate in norme; acest coeficient este 0,89

pentru altitudini pana la 500 m si 0,84 pentru altitudini de la 500 la 1000 m.

Cu valoarea calculata U₁ se determina marimea intervalului de izolare S₁ intre un conductor activ si stalp utilizand curbele trasate in figura 1.

De asemenea, intervalul S₁ (in metri) se poate determina si cu relatia

( 5 )

unde

U_s este valoarea efectiva a tensiunii celei mai ridicate a retelei intre faze, in kV

0,88 - coeficientul de corectie, care tine seama de caracterul statistic al descarcarilor,

egal cu raportul dintre U_t si U_med , dupa cum urmeaza

U_t = U_med - 4s = 0,88 U_med

s = 0,03 U_med , unde:

U_t = tensiunea de tinere a intervalului, in kV

U_med = tensiunea medie de amorsare a intervalului, in kV

s = valoarea medie a abaterii.

Nota: Se precizeaza ca riscul de amorsare a intervalului S₁ astfel determinat este neglijabil, oricare ar fi durata de aplicare a tensiunii.

K_a - coeficientul de corectie, care ia in considerare abaterea valorii densitatii aerului cu altitudinea (K_a = 1 la nivelul marii; K_a se reduce cu 0,5 % pentru fiecare 100 m de

altitudine)

K₁ - coeficientul de forma a intervalului - coeficientul de corectie, care ia in consideratie

geometria intervalului, forma si dimensiunile electrozilor intre care se produce

descarcarea (valorile coeficientului K₁ pentru configuratiile geometrice cele mai

intalnite in practica sunt prezentate in tabelul 6).

b) Pentru determinarea intervalului S_1c se calculeaza valoarea tensiunii de strapungere a acestui interval cu relatia

(6 )

unde

K_c este factorul de supratensiune faza-pamant, indicat in tabelul 1.

Cu valoarea tensiunii U_1c se determina marimea intervalului de izolare S_1c intre un conductor activ si stalp, utilizand curbele trasate in figura 1.

De asemenea, intervalul S_1c , in m, se poate determina si cu relatia

, (7 )

unde

0,88 este un coeficient de corectie, care tine seama de caracterul statistic al descarcarilor

la impuls de comutatie, egal cu raportul dintre U_tc si U_50% , dupa cum urmeaza

U_tc = U_50% - 2,5 s_C = 0,88 U_50%

U_50% este tensiunea de 50 % amorsari, in kV

s_C = 0,05 U_50% este valoarea medie a abaterii

U_tc - tensiunea de tinere a intervalului la impuls de comutatie, in kV.

Nota: Se apreciaza ca probabilitatea de amorsare a intervalului S_1c , astfel determinat, este

mai mica de 1%. Corelatia intre amplitudinea undei si probabilitatea de amorsare la supratensiuni de comutatie este

Amplitidinea undei Probabilitatea de amorsare

U_50% - s 0,16

U_50% - 1,5s 0,17

U_50% - 2s 0,02

U_50% - 2,5s 0,01

U_50% - 3s < 0,002

K₂ - coeficientul de forma a intervalului (valorile coeficientului K₂ pentru configuratiile

geometrice cele mai intalnite in practica sunt prezentate in tabelul 6);

K_a - are aceleasi semnificatie si mod de determinare cu cele prezentate mai inainte.

Aceste metodologii pentru stabilirea marimii intervalului S_1c au caracter determinist si se aplica liniilor electrice aeriene cu tensiunea nominala 245 kV.

In cazul liniilor electrice aeriene cu tensiuni nominale > 245 kV se poate utiliza aceasta metoda determinista sau, in cazul in care se dispune de date statistice suficiente privind tinerea izolatiei si amplitudinea supratensiunilor de comutatie, se utilizeaza metodologia statistica prezentata in anexa 1.

c) Pentru determinarea intervalului S_1a in cazul solicitarilor la supratensiuni de trasnet, se considera tensiunea nominala de tinere la impuls de trasnet a lantului de izolatoare stabilita la pct. 1.3.1. si, corespunzator, tensiunea de 50% conturnari la impuls de trasnet a lantului de izolatoare.

In conditiile in care nu se dispune de date din prospecte sau incercari privind tensiunea de 50% conturnari a lantului, pentru stabilirea acestei tensiuni se utilizeaza relatia

U_50% = U_t / (1-1,3 s ( 8 )

unde

U_t este tensiunea nominala de tinere a izolatiei

U_50% - tensiunea de 50% conturnari

s - valoarea medie a abaterii, egala cu 0,06.

In cazul in care exista date de laborator, s poate avea o valoare mai mica (de exemplu, EdF utilizeaza pentru s o valoare egala cu 0,03).

In cazul in care tensiunea de tinere a lanturilor de izolatoare U_t (si respectiv U_50%) este mult mai mare (10-15%) decat valoarea normala a tensiunii de tinere corespunzatoare retelei pentru care este construita LEA si nu se admite ca descarcarile sa se produca intre partile sub tensiune si elemente ale stalpului, in scopul micsorarii dimensiunilor stalpilor LEA si a coridoarelor de trecere ale acestora, se pot utiliza eclatoare pe lanturile de izolatoare, pentru aducerea tensiunii de tinere ale lanturilor de izolatoare la valorile normate. In acest fel se reduc distantele intre conductoarele active ale LEA si partile metalice ale stalpilor, putandu-se realiza LEA compactizarea cu gabarite si greutati mai reduse.

Avand determinata tensiunea de 50% conturnari a lantului de izolatoare, se determina marimea intervalului S_1a din figura 2, utilizandu-se curbele pentru polaritatea pozitiva.

De asemenea, intervalului S_1a, in m, se poate determina si cu relatia

S_1a = U_50% / K₃ , (9)

unde

K₃ este coeficientul de forma a intervalului (valorile coeficientului K₃ pentru configuratiile

geometrice cele mai intalnite in practica sunt prezentate in tabelul 6).

Se precizeaza ca la proiectarea unei linii electrice aeriene se va adopta acel interval intre conductoarele active si partile metalice ale stalpilor legate la pamant, care respecta simultan cele trei conditii prezentate mai sus.

Un exemplu de utilizare a metodologiei prezentate este dat in anexa 3.

1.3.3.- Stabilirea distantelor dintre fazele liniei se face in urma corelarii

a) distantelor dintre conductoarele active si partile metalice ale stalpilor, legate la pamant, determinate mai sus (pct. 1.3.2);

b) intervalelor minime de izolare intre fazele liniei aflate sub tensiune (conform

metodologiei prezentate la pct. 1.3.2); in tabelele 1, 5 si 6 sunt prezentate

elementele necesare pentru calculul intervalelor minime de izolare intre fazele liniei;

c) constructiei fazei si distantelor impuse pentru ca valoarea intensitatii campului electric la suprafata conductoarelor pe faza mediana sa nu depaseasca valoarea de 0,9 E₀

(E₀ fiind intensitatea critica de aparitie a fenomenului corona). Valoarea intensitatii

campului electric la suprafata conductoarelor pe faza mediana si valoarea intensitatii

critice de aparitie a fenomenului corona (necesare de determinat numai pentru liniile de

400 si 750 kV) se calculeaza conform metodologiei prezentate in PE 151/1986.

1.3.4.- Stabilirea distantelor pe verticala intre conductoarele active si conductoarele de protectie, fara considerarea devierii acestora prin vant, se face considerand ca aceasta distanta nu trebuie sa fie mai mica decat cea rezultata din figura 3, in functie de lungimea deschiderii, chiar daca acestea nu sunt in plan vertical.

1.3.- Stabilirea distantelor minime admisibile intre conductoarele active si pamant se face tinand seama de

a) tensiunile nominale de tinere la impuls de trasnet (pentru domeniul de tensiuni cu

U_s 245 kV) sau de comutatie (pentru domeniul de tensiuni cu U_s > 245 kV) a lantului de

izolatoare ales (pct. 1.3.1) si tensiunile de 50% conturnari, stabilite conform indicatiilor

date la pct. 1.3.2;

b) valoarea admisa a intensitatii campului electric la 1,8 m de deasupra solului.

a) Avand determinate tensiunile de 50% conturnari la impuls de trasnet si de comutatie se stabileste distanta minima admisibila intre conductoarele active si pamant, pentru evitarea strapungerii spatiului respectiv

- fie utilizand dependenta data de figura 4;

- fie utilizand relatiile prezentate la pct. 1.3.2, unde coeficientii de forma a intervalului

sunt prezentati in tabelul 6.

b) Valoarea intensitatii campului electric la 1,8 m de suprafata solului nu trebuie sa depaseasca

- 12,5 kV/m pentru zonele cu circulatie redusa;

- 10 kV/m pentru zonele cu circulatie intensa.

Avandu-se in vedere caracteristicile constructive si electrice uzuale ale liniilor electrice aeriene, valoarea intensitatii campului electric la 1,8 m de suprafata solului trebuie calculata numai pentru linii de 750 kV. Calculul se efectueaza conform metodologiei prezentate in PE 151/1986.

1.3.6.- De regula, liniile electrice aeriene de 750 kV nu se construiesc in zonele cu niveluri de poluare III si IV.

1.3.7.- Distantele prezentate la pct. 1.3.2 1.3.5 sunt distante minime de izolare, care pot fi marite conform cerintelor normativului PE 104/1993.

1.3.8.- Caracteristicile electrice ale izolatiei liniilor pe stalpi de beton armat nu se deosebesc de caracteristicile electrice ale izolatiei liniilor pe stalpi metalici.

1.4.- Alegerea izolatiei externe a instalatiilor electrice

1.4.1.- Alegerea izolatiei externe a instalatiilor electroenergetice se face in functie de tensiunile nominale de tinere (tabelele 2, 3 si 4) si de lungimea liniei de fuga specifica minima (tabelul 5) (a se vedea si capitolul XIII).

1.4.2.- Lungimea liniei de fuga specifica a lanturilor de izolatoare pentru sustinerea conductoarelor flexibile din instalatiile de exterior (bare colectoare, bare de transfer, supratraversari), din conditii de siguranta, poate fi cu 10% mai mare decat valorile indicate in tabelul

1.4.3.- Pentru bornele transformatoarelor sau autotransformatoarelor se pot adopta izolatoare cu lungimea liniei de fuga specifica minima cu 30% mai mica decat valorile indicate in tabelul

1.4.4.- Prin tratarea izolatiei externe cu unsori protectoare se realizeaza o imbunatatire a proprietatilor antipoluante care, se apreciaza, ca echivaleaza cu o marire a lungimii liniei de fuga cu aproximativ 50%.

2. Coordonarea izolatiei

2.1.- Coordonarea izolatiei echipamentelor din retelele electrice se va efectua in conformitate cu prevederile SR CEI 60071-1:1996 si SR EN 60071-2 1999, avandu-se in vedere urmatoarele principii

a) In cazul retelelor electrice avand tensiunea cea mai ridicata cuprinsa in domeniul I de

tensiuni 1 kV U_s 245 kV, coordonarea izolatiei se face utilizandu-se metoda

conventionala, urmarindu-se corelarea nivelurilor nominale de tinere a izolatiei

echipamentelor cu nivelurile de protectie in raport cu supratensiunile cu front rapid.

b) In cazul retelelor avand tensiunea cea mai ridicata U_s > 245 kV, coordonarea izolatiei se

face utilizand metoda conventionala sau statistica, urmarindu-se corelarea nivelurilor

nominale de tinere a izolatiei echipamentelor cu nivelurile de protectie in raport cu

supratensiunile cu front lent si supratensiunile cu front rapid. Tendinta mondiala este de a

se utiliza metoda statistica de coordonare a izolatiei.

Alegere nivelului de izolatie in cazul retelei de 420 kV, in cazul utilizarii metodei statistice, se va face prin verificarea conditiei ca riscul de defect la comutatie intre faza si pamant sa fie mai mic de 10^-4

2.2.- Principiile de coordonare a izolatiei intre faze in instalatiile de 110 750 kV sunt urmatoarele

a) In statiile de 110 kV si 220 kV nivelurile nominale de izolatie intre faze sunt definite prin tensiunea nominala de tinere la impuls de trasnet si tensiunea nominala de tinere de scurta durata la tensiunea de frecventa industriala, alegerea nivelului de izolatie se face astfel ca nivelul nominal de izolatie intre faze sa fie cel putin egal cu cel al izolatiei faza-pamant, valori indicate in tabelul 2.

Ori de cate ori se fac modificari in instalatii, care conduc la schimbarea intervalelor intre faze, se va verifica conditia ca riscul de defect la comutatie intre faze sa fie mai mic sau cel mult egal cu riscul de defect la comutatie al izolatiei faza-pamant, stabilit conform metodologiei din anexa 1.

b) In statiile de 400 kV si 750 kV, nivelurile nominale de izolatie intre faze sunt definite prin tensiunea nominala de tinere la impuls de comutatie intre faze (tabelul 3), iar alegerea nivelului de izolatie se face prin verificarea conditiei ca riscul de defect la comutatie intre faze sa fie mai mic de 10^-4 si cel mult egal cu cel al intervalului faza-pamant.

2.3.- Nivelurile nominale de tinere ale izolatiei recomandate in Romania sunt in conformitate cu standardul SR CEI 60071-1:1996 si sunt prezentate in tabelele 2, 3 si 4.

Nota In functie de performantele descarcatoarelor cu rezistenta variabila, utilizate pentru protectia

instalatiilor, se pot alege echipamente cu niveluri de tinere a izolatiei mai coborate, in

conformitate cu standardul SR CEI 60071-1:1996.

In tabelul 2, pentru fiecare valoare de tensiune nominala de tinere la incercarea de scurta durata cu frecventa industriala pentru echipamentele cu 1 kV U_s 36 kV, se dau doua valori nominale (lista 1 si lista 2) pentru tensiunea de tinere la impuls de tranet, corespunzatoare fiecarei valori a tensiunii celei mai ridicate pentru echipament.

Alegerea valorilor din lista 1 sau lista 2 se va face tinand seama de gradul de expunere la supratensiuni de trasnet si de comutatie, de modul de legare la pamant a neutrului retelei si, acolo unde este cazul, de tipul dispozitivelor de protectie utilizate contra supratensiunilor.

Echipamentul corespunzator listei 1 poate fi utilizat in instalatiile de mai jos

a) Retele sau instalatii industriale fara conexiuni cu linii electrice aeriene, in care

- neutrul retelei este legat la pamant direct sau printr-o impedanta cu valoare mica in

raport cu aceea a unei bobine de compensare; in astfel de cazuri, in general, nu

sunt necesare nici un fel de mijloace de protectie contra supratensiunilor;

- neutrul retelei este legat la pamant printr-o bobina de compensare, iar in anumite

retele este echipat cu o protectie adecvata contra supratensiunilor, ca de exemplu in

cazul retelelor intinse de cabluri, in care pot fi necesare descarcatoare capabile sa

asigure descarcarea capacitatii cablurilor.

b) In retele sau instalatii industriale racordate la liniile aeriene numai prin transformatoare si in care capacitatea fata de pamant a cablurilor legate la bornele de joasa tensiune

ale transformatorului este cel putin de 0,05 mF pe faza. Daca capacitatea fata de                    pamant a cablurilor este insuficienta, se pot amplasa condensatoare suplimentare intre transformator si aparatul de comutare cat mai aproape de bornele transformatorului, astfel incat capacitatea totala fata de pamant a cablurilor si condensatoarelor sa fie de minim 0,05 mF pe faza. Acesta are loc in cazurile in care

- neutrul retelei este legat la pamant fie direct, fie printr-o impedanta cu valoare mica

in raport cu cea a unei bobine de compensare; in acest caz, se recomanda protectia

prin descarcatoare cu rezistenta variabila

- neutrul retelei este legat la pamant printr-o bobina de compensare si unde se

asigura cu descarcatoare cu rezistenta variabila o protectie adecvata contra

supratensiunilor.

c) In retele si instalatii industriale legate direct la liniile aeriene in care

- neutru retelei este legat la pamant fie direct, fie printr-o impedanta cu valoare mica

in raport cu cea a unei bobine de compensare si in care se utilizeaza o protectie

corespunzatoare contra supratensiunilor prin descarcatoare cu rezistenta variabila;

- neutrul retelei este legat la pamant printr-o bobina de compensare si in care se

asigura o protectie adecvata contra supratensiunilor, prin descarcatoare cu

rezistenta variabila.

In toate celelalte cazuri si oriunde se impune un grad inalt de siguranta in functionare, se vor utiliza echipamente corespunzatoare listei 2 din tabelul 2.

In tabelul 3 se prezinta valorile nivelurilor nominale de tinere ale izolatiei pentru echipament de 400 kV si 750 kV, alese din SR CEI 60071-1:1996, pentru a corespunde unor scheme de protectie optime din punct de vedere tehnico-economic.

2.4.- Nivelurile de protectie asigurate de descarcatoarele cu rezistenta variabila depind atat de performantele acestora, cat si de distanta care separa elementul de protejat fata de descarcator, amplasarea acestuia in amonte sau in aval de aparatul de protejat, caracteristicile liniei, configuratia statiei si panta undei incidente.

In particular, cel mai bine este ca descarcatorul sa se monteze fie pe cuva transformatorului, fie sa se racordeze la borna de inalta tensiune a trasformatorului printr-o legatura cat mai scurta posibil. De asemenea, descarcatoarele trebuie plasate in imediata apropiere a extremitatii cablurilor, atunci cand este necesara o astfel de protectie, iar conexiunile de la descarcator la conductoarele de faza, pe de o parte, si la mantaua cablului, pe de alta parte, sa fie cat mai scurte posibil.

In cazul amplasarii descarcatoarelor in apropierea echipamentului pe care-l protejeaza, se recomanda urmatoarele valori ale coeficientului de siguranta (raportul intre tensiunea de tinere a echipamentului si nivelul de protectie asigurat de descarcator)

a) Domeniul de tensiuni 1 kV U_s < 52 kV pentru echipamentul din lista 1 se utilizeaza un coeficient de siguranta de 1,4 intre nivelul de tinere la impuls de trasnet al aparatului de protejat si nivelul de protectie la impuls de trasnet al descarcatorului. Pentru echipamentul din lista 2, in anumite cazuri, se admit valori mai scazute, pana la 1,2.

b) Domeniul de tensiuni 52 kV U_s 245 kV se aleg, in general, coeficienti de siguranta de cel putin 1,2 pentru supratensiuni cu front rapid.

c) Domeniul de tensiuni U_s > 245 kV se aleg, in general, coeficienti de siguranta de cel putin 1,15 pentru supratensiunile cu front lent si de 1,2 pentru supratensiunile cu front rapid.

2.- In cazul coordonarii izolatiei din punctul de vedere al supratensiunilor cu front rapid trebuie stabilit numarul aparatelor de protectie si locul de amplasare, astfel incat tot echipamentul sa fie cuprins in zona de protectie a aparatajului de protectie.

2.6.- In cazul coordonarii izolatiei din punctul de vedere al supratensiunilor cu front lent trebuie sa se studieze

a) comportarea echipamentului de comutatie pentru evitarea aparitiei unor factori de supratensiuni mai mari de 2,5 pentru tensiuni pana la 400 kV inclusiv si 2,1 pentru reteaua de 750 kV;

b) posibilitatea descarcatoarelor de a limita supratensiunile si de a disipa energia supratensiunilor de comutatie;

c) realizarea coordonarii izolatiei instalatiilor de 400 kV in raport cu supratensiunile cu front lent si schemele de protectie a statiilor, astfel incat la valoarea de calcul a supratensiunii statistice de 2,2 u.r. riscul de defect la comutatie in statie sa nu depaseasca valoarea limita admisa 10^-4

2.7.- Din punctul de vedere al coordonarii izolatiei la supratensiuni cu front rapid si supratensiuni cu front lent, masurile adoptate in vederea combaterii avariilor datorate poluarii, si anume

- cresterea lungimii liniei de fuga specifica a aparatajului din statii, prin utilizarea izolatoarelor

speciale

- ungerea suprafetei izolatoarelor cu unsori protectoare,

nu influenteaza nivelul nominal de tinere al izolatiei la impuls de tensiune de trasnet si la impuls de tensiune de comutatie.

2.8.- Pentru coordonarea izolatiei liniilor electrice aeriene cu izolatia echipamentului din statie, in cazul liniilor functionand temporar la o tensiune inferioara tensiunii nominale pentru care au fost construite, este necesar ca pe o lungime de 2 3 km la intrarea liniei in statie sa se sunteze numarul de izolatoare ce depasesc numarul normal corespunzator treptei de tensiune la care functioneaza temporar linia.

2.9.- Daca din diverse motive (de exemplu, poluarea), pe diverse portiuni LEA se echipeaza cu lanturi de izolatoare, avand tensiunea nominala de tinere la impuls de trasnet (1,2/50 ms) majorata fata de cea considerata la proiectarea statiei adiacente, in functie de locul cu izolatie majorata si de valoarea acestei majorari, se va proceda astfel

a) daca portiunea respectiva se afla la distanta mai mare de 3 km de statie, indiferent de valoarea majorarii, sau la distante pana la 3 km dar majoararea este mai mica de 30 %, nu este necesara adoptarea unor masuri speciale de protectie a echipamentului din statie impotriva supratensiunilor de trasnet

b) daca portiunea respectiva este pana la 3 km si majorarea este mai mare de 30 % este necesar sa se verifice schema de protectie a statiei, in vederea asigurarii unei protectii eficiente a intregului echipament din statie.

2.10.- Trecerile de la portiunile de linie cu izolatie intarita la portiunile de linie cu izolatie normala, mentionate la pct. 2.9, se recomanda sa se efectueze treptat cu cate un izolator de la o deschidere la alta.

2.11.- Pentru analiza comportarii instalatiilor si analiza schemelor de protectie a instalatiilor, care necesita un grad ridicat de siguranta, se recomanda verificarea schemelor de protectie pe baza rezultatelor probelor cu tensiuni mixte (tensiune de frecventa industriala si tensiune de impuls de trasnet sau de comutatie).

2.12.- Valorile minime pentru distantele intre faze, corespunzatoare nivelurilor nominale de tinere din tabelul 3, sunt indicate in normativele PE 101/1985 si PE 151/1986.